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Evaluation de l’efficacité thérapeutique de la délivrance intracérébrale de deux molécules thérapeutiques par ultrasons dans un modèle murin de la sclérose latérale amyotrophique

Types de recherche
Recherche appliquée et Troubles nerveux
Mots-clés
cerveau, Délivrance de molécules thérapeutiques, Nanoparticules, Sclérose Latérale Amyotrophique, et Ultrasons
Souris : 208
Souffrances
sans réveil0
légères0
modérées108
sévères100
Devenir
Mise à l'adoption0
Reproduction (ou relâché si sauvage)0
Réutilisation0
Devenir non indiqué208

Objectifs et bénéfices escomptés du projet

Décrire les objectifs du projet.

La sclérose latérale amyotrophique (SLA), aussi connue sous le nom de maladie de Charcot, est une maladie neurodégénérative de l’adulte. Elle se caractérise par un nombre d’échecs importants d’essais cliniques. Une des raisons à ces échecs est certainement due à la présence de la barrière hémato-encéphalique (BHE), une barrière physique et métabolique qui isole le cerveau du reste de l’organisme, et qui donc réduit ou empêche l’accès des médicaments au cerveau. Notre projet a pour objectif de développer une stratégie provoquant l’ouverture transitoire de la BHE puis la libération contrôlée d’un médicament dans le cerveau. Pour cela nous utiliserons un mélange de grosses et de petites gouttes (contenant le médicament), sensibles à des ultrasons. Ces gouttes seront administrées par injection intraveineuse à des souris modèles de la maladie de Charcot. L’activation par ultrasons des grosses gouttes induira l’ouverture de la BHE faisant alors passer du sang au cerveau les petites gouttes restées intactes. Puis, une autre séquence d’ultrasons différente de la première induira dans le cerveau la libération du médicament hors des petites gouttes.

Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?

Les bénéfices attendus de cette étude sont la validation d’une nouvelle stratégie non-invasive de délivrance intracérébrale de molécules thérapeutiques visant à traiter la SLA, stratégie visant à augmenter la disponibilité de ces molécules au sein du cerveau pour in fine augmenter leur efficacité thérapeutique.

Nuisances prévues

À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?

Des tests de la fonction motrice et de la force motrice seront réalisés (5 min par test) ainsi qu’une pesée des souris (moins de 1min par pesée). Ces test et pesées seront effectués 2 fois/semaine à partir de la 6ème semaine de vie jusqu’à la fin du traitement, soit pendant 7 semaines. Chaque animal effectuera chaque test 14 fois au total : 14 fois le test Rotarod, 14 fois le test d’agrippement et 14 pesées. L’injection intraveineuse du mélange de gouttes sera réalisée sous anesthésie générale 2 fois par semaine (< 15 min par injection) pendant 5 semaines, soit un total de 10 traitements par animal.

Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?

Les souris modèles de la SLA développent spontanément des symptômes moteurs (troubles de la marche) et une perte de poids. Ce modèle développe également une dysfonction intestinale, pour cette raison une alimentation gélifiée leur est fournie. Les nuisances attendues liées aux actes expérimentaux réalisés sur les animaux sont les suivantes : -Contention des animaux lors des tests comportements et des pesées : le stress induit est limité par l’intervention de personnels compétents et formés. -Pose d’un cathéter caudal pour l’injection intraveineuse de gouttes en solution. Direct : Douleur associée à une injection et prévenue par anesthésie générale. -Anesthésie. Direct : Stress lié à la préhension et à la contention. Indirect : effets liés à l’anesthésique, à savoir baisse de la température corporelle prévenue par le placement de l’animale sur un tapis chauffant (Durée < 30 min)

Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.

Les souris seront euthanasiées afin de prélever les organes, dont le cerveau, pour le dosage des médicaments.

Application de la règle des "3R"

1. Remplacement

3R / Remplacement :

Dans une première approche expérimentale, nous avons réalisé des expériences in-silico (informatique) et in-vitro (cultures cellulaires) qui nous permettent d’affiner et d’optimiser nos procédures. Cependant, les résultats obtenus nécessitent une validation in-vivo (dans un modèle animal de la maladie de Charcot). Par conséquent, le modèle animal ne peut pas être substitué par un autre modèle (étude in-vitro ou in-silico).

2. Réduction

3R / Réduction :

Le nombre de groupes de souris à étudier et le nombre de souris par groupe ont été déterminés sur la base de notre objectif scientifique, des plans expérimentaux prévus, de tests de puissance statistiques et de nos études antérieures sur cette thématique de recherche. Concernant la procédure 1, dont le but est de valider la possible délivrance intracérébrale par ultrasons de deux médicaments dans le cerveau de souris modèle de la SLA, elle comportera 9 groupes de souris, dont beaucoup de groupes contrôles. Chaque groupe contrôle et expérimental sera constitué de seulement 12 souris (6 mâles et 6 femelles), car l’objectif est de mesure une concentration de médicaments libérés dans le cerveau. Nous pouvons nous attendre à une certaine homogénéité de résultats au sein de chacun des groupes. Concernant la procédure 2, dont le but est de mesurer l’efficacité thérapeutique de cette nouvelle stratégie de délivrance, elle comportera seulement 5 groupes de souris (car moins de groupes contrôles nécessaires). Par contre chaque groupe contrôle et expérimental nécessitera plus de souris, à savoir 20 souris par groupe (10 mâles et 10 femelles), car l’objectif est de réaliser des mesures comportementales (motricité, force). Nos études précédentes sur ce modèle SLA nous indique probablement une plus groupe hétérogénéité des résultats au sein de chacun des groupes.

3. Raffinement

3R / Raffinement :

Les animaux seront surveillés pluriquotidiennement par les responsables du projet et les animaliers pendant l’intégralité de l’étude. Les souris seront sous anesthésie générale lors de chaque expérimentation afin de limiter le stress et la douleur. Elles seront placées sur un tapis chauffant (prévention de l’hypothermie) et surveillées constamment (température, ventilation, coloration des muqueuses, monitoring des fonctions cardiorespiratoires) durant l’anesthésie. De plus, nous procèderons à une surveillance accrue lors de la phase de réveil faite dans la cage d’hébergement pour limiter le stress. Nous mettrons une feuille d’essuie-tout dans la cage sur la litière pour poser les animaux afin d’éviter que la litière colle sur la peau des animaux au niveau du site d’application du gel échographique. Une surveillance accrue (toutes les 2 heures pendant 8 heures) sera également réalisée après délivrance des molécules thérapeutiques par sonoporation. La douleur des animaux sera évaluée quotidiennement afin de détecter au plus tôt une éventuelle souffrance animale selon des critères d’apparence physique et de critères d’activité. A ces critères s’ajouterons deux fois par semaine des mesures de poids et d’activité motrice. Cette évaluation complète de l’ensemble des points limites gradés sera réalisée 2 fois par semaine. Les animaux, après la phase d’acclimatation, seront habitués à être sortis de leur cage et à être manipulés. Le stress généré par la contention nécessaire à l’induction de l’anesthésie sera réduit par la manipulation d’un personnel formé et compétent, et notamment en restreignant le nombre de personnes différentes. Les souris modèles de la SLA développant aussi des troubles de motilité intestinale liés au développement de la maladie, de la nourriture gélifiée sera également mise à disposition dès le stade présymptomatique. Du fait des problèmes locomoteurs attendus chez ces animaux, un accès à l’eau et à la nourriture sera disponible à hauteur du sol pendant toute la durée de l’étude.

Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.

A ce jour, la communauté scientifique dispose de très peu de modèles animaux de la SLA correctement caractérisés. Des souris transgéniques, portant un gène responsable de SLA chez l’humain, présentent les caractéristiques recherchées pour notre projet, à savoir une apparition des 1ers symptômes moteurs à l’âge adulte et une dégénérescence des neurones moteurs, caractéristiques de cette maladie neurodégénérative. Les souris seront reçues à leur 5ème semaine de vie. Ce stade de développement permettra d’intégrer des animaux dans nos groupes à un stade où les symptômes moteurs ne sont pas encore présents.